專利名稱：高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于屬于交流輸變電工程電磁環(huán)境領(lǐng)域，具體地講是一種高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法。
背景技術(shù)：
為了滿足我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的用電需求，建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為核心的堅強電網(wǎng)已成為國家電力建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，與此同時由于能源需求的飛速增長，輸油輸氣管道建設(shè)也以前所未有的速度在全國各地展開。由于我國土地資源有限，高壓送電線路和輸油輸氣管道經(jīng)常面臨同走廊并行架設(shè)和交叉跨越的狀況。高壓送電線路與埋地金屬管道如果長距離接近，可能產(chǎn)生交流電磁影響主要是長期存在著的線路運行電流通過空間磁場耦合，在鄰近的金屬管道上感應(yīng)出縱向電動勢，可能影響管道維護人員的安全作業(yè)，并在管道防腐層引起泄漏電流從而加速管道表面腐蝕。因此，如何準(zhǔn)確快速評估高壓送電線路與沿線鄰近的埋地輸油輸氣管道間電磁干擾的是迫切需要解決的問題。中國專利“200810197006. 7”采用電磁場理論計算并構(gòu)造特高壓交流送電線路和埋地金屬管道所組成的多導(dǎo)體傳輸線系統(tǒng)等效電路模型，通過廣義雙側(cè)消去法或矩量法計算送電線路通過感性耦合對管道的干擾影響，分析線路通過感性耦合及阻性耦合對管道的干擾影響，最后綜合上述技術(shù)提出有效的防護措施。該專利重點在于對干擾的提供了一種評估方法，而其中對于感性耦合的計算技術(shù)，采用的廣義雙側(cè)消去法或矩量法，程序編制復(fù)雜，對非專業(yè)人員而言，存在較大的難度，可操作性不夠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過對送電線路與管道理想以及非理想平行時的感性耦合進行簡化計算推導(dǎo)，將以往計算模型需求解的復(fù)雜微分方程模型簡化為多元一次方程組模型， 而提供一種高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法，其方法是通過對送電線路與管道理想以及非理想平行時的感性耦合進行簡化計算推導(dǎo)，將以往計算模型需求解的復(fù)雜微分方程模型簡化為多元一次方程組模型，具體步驟為第一步驟獲得高壓交流架空送電線路導(dǎo)線參數(shù)、運行電壓及電流參數(shù)、埋地金屬管道特性參數(shù)；第二步驟獲得高壓交流架空送電線路、埋地金屬管道三維坐標(biāo)，包括兩者的走向、兩者相對位置關(guān)系；第三步驟利用計算技術(shù)計算高壓交流架空送電線路、對埋地金屬管道干擾程度。本發(fā)明優(yōu)勢在于使得復(fù)雜微分方程簡化為多元一次方程組，編程簡單，且大大提高了計算速度及對計算內(nèi)存資源的占用，利用Matlab、Mathematica等數(shù)學(xué)計算軟件很容易求解該方程組，通過求解簡單的多元一次方程組可以得到管道上的對地電壓、電流分布。 普通技術(shù)人員均可使用該項發(fā)明，具有較好的實用性。需要補充的是，使用該簡化方法時， 由于采用的是等效方法，因此管道細(xì)分段越多，越接近平行段情況，計算越準(zhǔn)確。


圖1為本發(fā)明送電線路與管道理想平行時的感性耦合等效電路圖。圖2為本發(fā)明受干擾的“管道——土壤”回路基本微元段圖。圖3為本發(fā)明實際的送電線路與管道并行接近情況圖。圖4為本發(fā)明管道與送電線路斜接近圖。圖5為本發(fā)明實施例管道與送電線路相對位置關(guān)系圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明包括送電線路與管道理想平行時感性耦合干擾的確定方法以及送電線路與管道非理想平行時感性耦合干擾的確定方法。1、送電線路與管道理想平行時感性耦合的確定方法當(dāng)送電線路正常運行時，對管道的干擾主要是相線交變電流產(chǎn)生的磁場在兩者互感M的作用下于金屬管道上產(chǎn)生縱向電動勢E。對于管道而言，在進行干擾研究時可用如下的電路等效(圖1)，其中R’為管道分布電阻，L’為分布電感，G’為分布電導(dǎo)，C’為分布電容。這些參數(shù)的獲得可參照我國石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T0032-2000的條文說明A. 3. 3計算得到。計算方法基于傳輸線理論。計算時考慮交流送電線路(單相)與管道并行，L為并行長度，管道所經(jīng)過區(qū)域土壤電阻率保持不變，其本身特性參數(shù)也不變?？疾旃艿阑疚⒃?，如附圖2:據(jù)傳輸線理論列寫電壓、電流回路方程如下Edx = -U+IZ' dx+(U+dU) = IZ' dx+dU (1)
權(quán)利要求
1.一種高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法，所采用的方法是通過對送電線路與管道理想以及非理想平行時的感性耦合進行簡化計算推導(dǎo)，將以往計算模型需求解的復(fù)雜微分方程模型簡化為多元一次方程組模型，其特征在于該方法的步驟是第一步驟獲得高壓交流架空送電線路導(dǎo)線參數(shù)、運行電壓及電流參數(shù)、埋地金屬管道特性參數(shù)；第二步驟獲得高壓交流架空送電線路、埋地金屬管道三維坐標(biāo)，包括兩者的走向、兩者相對位置關(guān)系；第三步驟利用計算公式計算高壓交流架空送電線路對埋地金屬管道干擾程度。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法， 其特征在于第三步驟中送電線路與管道理想以及非理想平行時的感性耦合進行簡化計算推導(dǎo)，將以往計算模型需求解的復(fù)雜微分方程模型簡化為多元一次方程組模型，從而獲得高壓交流架空送電線路對埋地金屬管道干擾程度。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓交流架空送電線路對埋地金屬油氣管道的干擾確定方法， 其特征在于該方法包括1)、送電線路與管道理想平行時感性耦合的確定方法當(dāng)送電線路正常運行時，對管道的干擾主要是相線交變電流產(chǎn)生的磁場在兩者互感M 的作用下于金屬管道上產(chǎn)生縱向電動勢E，計算時考慮交流送電線路與管道并行，L為并行長度，管道所經(jīng)過區(qū)域土壤電阻率保持不變，其本身特性參數(shù)也不變，考察管道基本微元段，依據(jù)傳輸線理論列寫電壓、電流回路方程如下
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓交流架空送電線路對埋地金屬管道干擾計算方法，所采用的方法是通過對送電線路與管道理想以及非理想平行時的感性耦合進行簡化計算推導(dǎo)，將以往計算模型需求解的復(fù)雜微分方程模型簡化為多元一次方程組模型。本發(fā)明優(yōu)勢在于使得復(fù)雜微分方程簡化為多元一次方程組，編程簡單，且大大提高了計算速度及對計算內(nèi)存資源的占用，利用Matlab、Mathematica等數(shù)學(xué)計算軟件很容易求解該方程組，通過求解簡單的多元一次方程組可以得到管道上的對地電壓、電流分布。普通技術(shù)人員均可使用該項發(fā)明，具有較好的實用性。需要補充的是，使用該簡化方法時，由于采用的是等效方法，因此管道細(xì)分段越多，越接近平行段情況，計算越準(zhǔn)確。
文檔編號G01R31/00GK102435877SQ20111027505
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者萬保權(quán), 劉興發(fā), 張建功, 謝輝春 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院